发布时间 : 星期一 文章基于单片机的全自动洗衣机控制系统的设计 - 本科毕业设计论文更新完毕开始阅读
基于单片机的全自动洗衣机控制系统的设计
1绪 论
1.1课题研究的背景和意义
首先洗衣机是我们日常生活中最常见和最常用的一种家用电器。随着社会的发展与进步，人们的生活节奏也随之加快，这也就意味着人们的工作负荷大大增加，因此我们通常用的半自动洗衣机的无形中就不再被大家接受。其次传统的半自动洗衣机不但很费人力而且很浪费资源，在洗涤效果上也不被大家所认同。在目前的社会背景下，健康、科学、节能才是人们的需求。因此全自动洗衣机这款高科技产品必将是人们在洗涤方面的理性选择。
随着当前地球上各种不可再生资源的迅速减少，我们生活中的各种能源需求却不断增加，这两者之间产生了一种巨大矛盾。为了人类的可持续发展，节能减排、绿色环保、人与大自然和谐共处成为了二十一世纪的目标。洗衣机作为家电中很重要的一员，也就必须向着这一目标发展。
1.1.1各国洗衣机的发展历程
洗衣机的诞生至今已有一个半世纪之久。
1858年，美国人汉密尔顿·斯密斯在匹兹堡制造出人类的第一台洗衣机。该洗衣机由三个部分组成：圆筒、桨状叶子的直轴、曲柄。通过人为转动连接桨状叶子的直轴的曲柄，让衣物在圆筒中进行洗涤。由于此种做法过于费力，并且对衣物的损伤程度较大，于是并没有得到广泛应用，但是它代表着人类对“手洗时代”展开挑战的第一步。
随着蒸汽时代技术的成熟与应用，1880年美国人生产出一款蒸汽洗衣机。它通过蒸气机的推动取代了人力。与先前人力洗衣机相比，当时的蒸汽洗衣机取得了巨大的飞跃。同时人们还采用了智能水循环系统，也就是洗衣机行业著名的“蒸汽洗”方式。随后又相继出现了水力洗衣机、内燃机洗衣机等。但是工作原理大致相同，基本上都属于拖动式，区别仅仅存在于动力方面的借助。
自然而然，电气时代的到来肯定会触动不少喜欢动脑人的灵感。1910年美国人费希尔于美国芝加哥成功地制造出世界上第一台电动洗衣机。它的诞生标志着人类家务劳动自动化的开端。1992年玛塔依格公司对洗衣机的结构进行了一系列的改造，把先前的拖动式改变为搅拌式，完成了洗衣机的定格，第一台搅拌式洗衣机也就此诞生。这种洗衣机在圆筒中心设有一个由电机带动的立轴，下方设有搅拌翼。随着电机带动立轴的转动，
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搅拌翼正反摆动，使得衣物与水流持续翻滚，相互摩擦，达到对衣物的洗涤作用。因为它的科学合理性，所以它的问世受到了大家的欢迎。
1932年，美国德克斯航空公司成功研制出一款将洗涤、漂洗、脱水集中于同一滚筒内完成的前装式滚筒洗衣机，标志着电动洗衣机的又一次巨大飞跃，向着自动化的方向再次迈出巨大的一步。
1955年，日本人在英国喷流式洗衣机的基础上研究出了一款至今仍在使用的波轮式洗衣机。波轮式洗衣机的底部装有波轮，再点击的带动下波轮正反向旋转，压在波轮上的衣物也就随之翻转，水流同时也会使得衣物翻转，进而达到对衣物的洗涤。
此时，洗衣机生产领域内的三种方式得以定性：波轮式、滚筒式、搅拌式。
1.1.2我国洗衣机的发展历程
相对欧美和日本等国家而言，我国的洗衣机发展相对较晚。随着改革开放的脚步，我国的洗衣机工业开始起步，大概可归纳为三个阶段。
第一阶段始于上世纪八十年代中后期，这个阶段我们国家全靠引进一些先进国家的技术与设备，最典型的就是对日本的波轮洗衣机的引进。对先进技术与设备的引进迅速打破了我国在洗衣机行业的空白。对日本的波轮洗衣机的引进也奠定了中国今后在洗衣机研发方面的目标。
第二阶段始于上世纪九十年代初中期，随着生产技术的提高，设备的完善，我国洗衣机生产行业处于飞速发展的阶段。我们拥有了不少自己的知识产权，打破了完全引进制造的困境，无论是从成本降低或是自主品牌的创建方面都取得了巨大的进步，国产品牌也慢慢取代了外国品牌在中国市场的位置。
之后的时间也就是第三阶段，随着改革开放的深入，招商引资为我国的洗衣机行业再次注入新的血液。原本在我国市场渐渐淡出的国外品牌再次登录。主要的是生产滚筒洗衣机的欧洲企业[1]。生产商的剧增，自然伴随着同行业的竞争。目前，我国的洗衣机生产研发已经进入成熟阶段，各种性质的企业遍布全国各地，我国也成为世界上洗衣机的消费大国和生产大国[2]。我国每年的洗衣机生产量目前是世界第一。这不仅仅满足了我们自身的需求，同时出口到世界各地，这代表着我国已处于国际同行业的竞争行列。
1.1.3洗衣机发展现状和趋势
洗衣机的诞生让我们告别了“手洗时代”，随着科技的不断进步，洗衣机也由最初的半自动洗衣机转化到了如今的全自动洗衣机。现在我们所使用的洗衣机绝大部分都采用了微处理器控制，它通过对洗衣机核心电机驱动的控制，让洗衣机的功能得到了更大
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的提升。生产商们通过微处理器的程序设定，实现洗衣机各个模块的多样化，同时还能满足对各种材质、不同污浊程度的衣物进行洗涤。并且在使用操作过程中简单明了。还有就是，通过对洗衣机自身结构与电机驱动之间的巧妙配合，使得洗衣机内部的水流得到了很好的控制，让我们的洗涤效果更加明显。小天鹅公司推出的“水魔方”技术就是其中的一个例子。
时代在不停更迭，人们对洗衣机的要求也不尽相同，因此洗衣机的也有自己的发展方向。
高度智能化。随着社会形势的发展，一键进水，洗涤，漂洗，出水，甩干，自主识别衣物材质、污浊程度，自主控制水流状态等一系列已达不到人们的需求。健康、低碳环保、节能减排成为了洗衣机未来的发展趋势。而这一切都取决于微处理器和传感器，因为洗衣机智能化技术有赖于微处理器和传感器的发展[3]。 BACK
1.2课题的意义
本次毕业设计之所以会选择利用单片机完成“全自动洗衣机控制系统的设计”，取决于自己的专业，大学四年来我们与单片机的接触最多。日常生活中的全自动洗衣机都是一个固定的模式，开始以后按照一个固定的程序洗涤，很多情况下会造成不必要的水电浪费。但是如果能够根据衣物的污浊程度来进行洗涤，那么就能减少很多不必要的浪费。本次设计利用浊度传感器对洗涤过程中水的污浊程度进行检测对比，确定最合适的洗涤时间与次数，实现最佳，最节约的洗涤方案。浊度检测也是本文的亮点。
1.3设计内容
本文以AT89C52单片机为控制核心，包括按键模块：根据衣物厚度选择薄或厚的洗涤方式，开始，暂停，机盖开关控制等；报警模块：洗涤完成或者中途打开机盖后有提示效果；显示模块：记录每个过程的时间；进出水模块；复位模块；电机模块；浊度传感器模块：采集水的浑浊度进行比对，决定洗涤次数。通过C语言编程实现各个模块的功能，结合Keil软件实现Protues仿真。
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2总体方案设计 2.1方案比较
2.1.1 PLC设计 人机界面
控制系统 PLC 电机转动系统 检测系统 图2.1 PLC控制系统组成
PLC控制系统可分为 4个部分：人机界面、电气控制系统、电机转动系统、检测系统。以电气控制系统为核心，人们可以通过人机界面选择需求，实现对洗衣机的控制，电机部分是洗衣机的动力来源，可通过对PLC编程实现对其控制，检测系统最主要是传感器部分（水位传感器 浊度传感器），检测采集数据，还有报警系统模块。
2.1.2 AT89C52单片机设计
利用AT89C52单片机作为核心系统，包括按键输入、机盖开关、水位传感器、浊度传感器、倒计时显示、报警系统、进水排水系统等几个模块组成。通过单片机编程，实现各个部分的有序运行。
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